Роб Данн - Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть

Правда, за последнее десятилетие ситуация немного изменилась к лучшему. Достижения генетики позволили нам получить новые инструменты исследования – например, своего рода «геноскоп», такое же революционное орудие, каким стал когда-то телескоп, но геноскоп позволяет исследовать не окружающий нас мир, а мир внутренний. С помощью этого новейшего инструмента мы получили возможность исследовать РНК (соединение, похожее на ДНК, но являющееся в наших клетках посредником между ДНК и белком) в капле дождевой воды и сделать заключение о живущих в ней организмах или, скажем, взять на анализ образец кала и хотя бы косвенно, взглянув на присутствующие там гены, узнать, что они могут рассказать об обитателях этого образца. Теперь, когда микробы можно идентифицировать по их РНК, нам нет необходимости их культивировать (хотя иногда это необходимо делать из практических соображений, которых мы здесь не будем касаться). Эти генные методики стали в наши дни настолько простыми и дешевыми, что ими может воспользоваться любой студент или лаборант для того, чтобы ответить на некоторые насущные и важные для всего человечества вопросы, как, например, сделала это Эми Кросвелл, работавшая под руководством Ниты Зальцман и троих ее коллег.

Кросвелл была лаборанткой у Зальцман, микробиолога и иммунолога педиатрического факультета медицинского колледжа штата Висконсин. Зальцман и Кросвелл планировали первый эксперимент для изучения того, что происходит с микробами нашего организма, когда мы принимаем антибиотики. В качестве подопытных животных ученые использовали обыкновенных лабораторных мышей, кишечник которых просто переполнен самыми разнообразными микробами. Одним мышам вводили антибиотики, а другим – нет. Мыши, получавшие антибиотики, были разделены на группы, и каждая группа получала свой «коктейль» из препаратов. Некоторые животные получали смесь из четырех высокоактивных антибиотиков, которые, как было известно из работ других ученых, убивают всех бактерий в кишечнике. Другие получали только один антибиотик, похожий на тот, который назначают детям для лечения инфекционного среднего отита [38]. Работа была очень простая и по своему масштабу едва ли соответствовала масштабу проблемы – так, маленькая научная жемчужина величиной с лабораторную мышку.

По большей части работа Кросвелл и Зальцман была легкой и необременительной. Мышей используют в качестве подопытных животных во всех лабораториях мира. Скрещивания и генетические усовершенствования на протяжении поколений в результате дали протоколы, которые – хоть и не были особенно изящны – хорошо себя зарекомендовали. Мыши, которых использовали в своих опытах Зальцман и Кросвелл, были потомками семейства, выведенного для лабораторных работ десятки поколений тому назад. Клетки были для этих мышей такой же естественной средой обитания, какой являются для нас наши города и квартиры; эти условия сильно отличались от среды обитания их (как, впрочем, и наших) предков. Мыши рождались в лабораториях с помощью кесарева сечения, выращивались по раз и навсегда выработанной технологии, а в возрасте пяти недель шли на опыты. В данном случае именно в этом возрасте их начали кормить антибиотиками.

Давайте на секунду отвлечемся и постараемся представить себе возможные результаты этого эксперимента. Вероятно, интуитивно мы понимаем, что в начале лечения в организмах мышей обитало некоторое количество как «плохих», так и «хороших» бактерий. По крайней мере, такое суждение вполне укладывается в контекст современной медицины. Как вы думаете, что происходит, когда вы принимаете антибиотики? Проще всего предположить, что кто-то все-таки знает ответ, но в данном случае его не знал никто. Некоторые биологи, также работавшие с мышами, полагали, что коктейль из антибиотиков убьет в кишечнике мышей всех бактерий. Кросвелл и Зальцман растворили лекарства в воде, напоили мышей и принялись ждать. Через несколько дней ученые взяли у этих мышей кал на анализ, а потом, выражаясь юридическим языком, добавили к оскорблению физическое насилие – забили животных, изучили их ткани, а трупы поместили в пластиковые контейнеры, которые на время оставили в лаборатории.

Изучив под микроскопом фрагменты мышиных тел, ученые, как и ожидалось, обнаружили, что в организмах мышей, получавших чистую воду, было полно нетронутых микробов. В их кишках, простите за тавтологию, кишела жизнь. Совсем другая история произошла с мышами, получавшими антибиотики. Эти мыши, которых, согласно терминологии наших органов здравоохранения, можно назвать получавшими препарат здоровыми испытуемыми, тоже сохранили в своем кишечнике микробов (само по себе это является очень важным результатом), но микробов было существенно меньше, особенно в толстом кишечнике. Этот эффект был особенно сильно выражен у мышей, получавших смесь из четырех антибиотиков, но он наблюдался и у мышей, которым давали только один препарат, стрептомицин. Короче говоря, антибиотики оказались способными уничтожить в организме мышей миллиарды микробов. Так как разные препараты убивают разные виды бактерий, то нельзя сказать, что они нацелены только на «плохих» микробов [39]. С помощью лекарств были уничтожены бактерии самых разнообразных видов. Кишечник мышей очень похож на человеческий, поэтому можно считать, что, когда вы или я принимаем антибиотики, в нашем кишечнике происходит, в принципе, то же самое. Убивая наших микробов антибиотиками, мы оставляем в живых «сорняки», самые устойчивые виды, которые затем начинают формировать новый микробиологический ландшафт нашего кишечника. Раньше об этом никто не догадывался, но теперь, когда мы знаем, становится еще более важным понять, что же эти микробы (большую часть которых, хотя и не всех, мы уничтожили антибиотиками) делают в нашем организме. Для ответа на этот вопрос вспомним некоего молодого человека, огромную стальную стерильную камеру и одну ошибку.